Довідник трубопровідної арматури

ЗАГАЛЬНІ ПАРАМЕТРИ ТРУБОПРОВІДНОЇ (ЗАПІРНОЇ) АРМАТУРИ

Застосовувану на магістральних газопроводах запірну арматуру розрізняють за конструктивними особливостями, умовним проходом і тиском, приводною системою і іншими ознаками.

Основними елементами запірної арматури будь-якого виду є: запірний орган, повід і система управління. Запірний пристрій є закритим герметичним корпусом, усередині якого розміщений затвор. Для монтажу на трубопроводі корпус запірної арматури як правило оснащений двома, рідше більше, приєднувальними патрубками. Затвор призначений для герметичного відокремлення частин трубопроводу. Складається він із запірного тіла і сідла, які при герметичному відокремленні частин трубопроводу стикаються на поверхні, яка називається ущільнювальною, і утворюють замочну пару. Повід є виконавчим механізмом, що переміщає запірне тіло усередині запірного пристрою відносно сідла відкриваючи або закриваючи арматуру. Система управління поводами (електроповід, пневмоповід, ін.) служить для подання сигналу, що управляє, місцево або дистанційно до виконавчого механізму з метою установлення затвора в положення "відкрити" або "закрити".

Конструктивні особливості запірних пристроїв визначаються напрямом переміщення запірного тіла відносно сідла. За цим критерієм розрізняють наступні типи запірних пристроїв (запірної арматури):

• вентильний, при якому запірне тіло, що є затвором (золотник), переміщається поступально уздовж осі проходу сідла; запірний вузол такого типу називають вентилем, він має незначний коефіцієнт тертя, для нього не потрібно поводи великої потужності, недолік-при зміні напряму потоку створюється підвищений гідравлічний опір;
• засувний, при якому запірне тіло, що є клином або диском, переміщається в площині, перпендикулярній до осі проходу сідла, і ковзає по сідлу; запірні пристрої, що працюють за цією схемою, застосовують в засувках різних моделей;засувки мають невеликий гідравлічний опір і незначний коефіцієнт тертя, застосування різного роду мастил знижує тертя (окрім цього мастило герметизує затвор);
• крановий, при якому запірне тіло, що є пробкою, обертається в корпусі навколо своєї осі; особливість конструкції кранів, наприклад пробкового крану-постійний контакт запірного тіла з сідлом, це дає досить високий коефіцієнт тертя, понизити який можливо застосовуючи різні ущільнювальні мастила; до арматури цього типу відносять кульові крани, у яких запірне тіло, що має форму кулі, знаходиться в постійному контакті з двома сідлами;
• заслінковий, в цьому випадку поворотний затвор є диском, що обертається навколо осі, яка перпендикулярна до осі трубопроводу; цей спосіб перекривання застосовується і у багатьох конструкціях зворотних клапанів.

Умовний прохід-одна з основних характеристик запірної арматури. Під умовним проходом арматури, фітингу і трубопроводів розуміють мінімальний внутрішній діаметр вказаних деталей, запірної арматури-мінімальний внутрішній діаметр приєднувальних кінців. Умовний прохід означають через Ду (наприклад умовний прохід 100 мм запишемо так: Ду 100 мм). Умовні проходи (у мм) для сталевих і чавунних труб, арматури, фітингу, а також для деталей машин, приладів і апаратів, що сполучаються з трубами і арматурою, можуть бути наступними: 3, 6, 10, 15, 20, 25, 32, 40, 50, 65, 100, 125, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 500, 600, 700, 1000, 1200, 1400, 1600, 2000, 2400, 3000, 3400, 4000.

Умовні проходи 32, 40, 65, 125, 350, 600 мм застосовують рідко.

Правильність вибору діаметру прохідного каналу запірної арматури особливо важлива, якщо трубопровід, на якому здійснений її монтаж періодично піддається внутрішньому чищенню скребачками. Прохідний канал запірної арматури відрізняється за формою і перерізом. За цими параметрами арматура ділиться: з каналом, що повністю відкривається, або частково відкривається. У свою чергу арматура з каналом, що повністю відкривається, буває повнопрохідною і такою, що повновідкривається. Повнопрохідна арматура (клинові і паралельні засувки, багато кульових і деякі пробкові крани) має циліндричний прохідний канал, діаметр якого відповідає внутрішньому діаметру трубопроводу. Такий вид арматури має низький гідравлічний опір, турбулентність потоку мінімальна. Відповідно вона менш схильна до забруднень різними частками, які можуть міститися в робочому середовищі, і забезпечує безперешкодне проходження очисних скребків, куль і інших пристроїв.

Арматура, що повновідкривається(багато пробкових кранів, вентилі, деякі кульові крани і засувки, арматура з прохідним каналом у вигляді трубки Вентури) має канал, який по конфігурації і площі поперечного перерізу відрізняється від каналу трубопроводу. Прикладом запірної арматури з каналом, що частково відкривається, є триходовий зворотний клапан. Така арматура застосовується у разі, якщо різниця тисків, пов'язана зі зменшенням площі поперечного перерізу прохідного каналу з площею перерізу приєднувальних патрубків, не впливає на режим роботи газопроводу.

Умовний тиск (ГОСТ 356-80) залежить від робочого тиску, на який розрахований запірний пристрій, температури середовища і властивостей матеріалу. За умовний тиск приймають найбільший допустимий робочий тиск середовища при температурі до +200°С-для сталі, до +120°С-для чавуну, бронзи і латуні. Запірну арматуру і з'єднувальні частини трубопроводів слід виготовляти на умовні тиски (у МПа): 0,1; 0,25; 0,4; 0,6; 1; 1,6; 2,5; 4; 6,4; 75; 80; 100; 160; 200; 250. Умовний тиск позначають через Ру (наприклад умовний тиск 80 МПа запишемо так: Ру80 МПа).

При експлуатації арматури враховується факт зниження робочого тиску зі збільшенням температури робочого середовища, внаслідок зміни механічних властивостей металу. Перевірку на міцність запірної арматури, з'єднувальних частин і трубопроводів проводять під пробним тиском, тобто під надмірним тиском. Перевірка на міцність і щільність матеріалу виробу проводять на спеціальних стендах водою при температурі нижче 100 °С (гідровипробування). Пробний тиск залежить від умовного тиску.

Існують особливі умови експлуатації арматури, коли робочий тиск встановлюють органи технічного нагляду за спеціальними технічними умовами з поправними коефіцієнтами. Це робиться, коли арматура постійно або періодично випробовує динамічні навантаження (гідроудар, вібрація від різних апаратів, пульсуючі тиски) або коли по трубопроводу перекачують корозійно-активний продукт.

Технічними стандартами і технічними умовами норматируються методи випробувань арматури на міцність і герметичність, тривалість випробувань, заміна води іншими рідинами, з більш високими показниками плинності, величина тиску випробування при перевірці на герметичність.

Монтаж запірної арматури на трубопроводі може бути здійснений роз'ємним з'єднанням-муфтовим, цапковим, фланцевим, і нероз'ємним-зварним, паяним. Кожне з них має свої достоїнства, недоліки, спектр застосування. Арматура з патрубками під приварювання найчастіше застосовується на трубопроводах, працюючих під тиском, оскільки зварне з'єднання має високу міцність і герметичність. Але в той же час така арматура повинна застосовуватися по максимальному терміну експлуатації, оскільки незручно здійснювати демонтаж з трубопроводу для поточного ремонту і доступ до зношуваних частин виробу обмежений.

Найпоширеніше з'єднання арматури з обладнанням і трубопроводами за допомогою фланцевого з'єднання, розміри якого вибирають відповідно до державних стандартів. Демонтаж арматури для заміни або ремонту проводиться досить швидко і не вимагає великих витрат. Арматура з муфтовим з'єднанням може бути нарізною або приєднуваною швидкознімними накидними муфтами. Нарізь може бути внутрішньою або зовнішньою. В основному муфтова арматура, це арматура з невеликим умовним проходом, застосовується у тому випадку, коли в схемі монтажу передбачений достатній простір для роботи з гайковими або газовими ключами. Для тонкостінних труб, де застосування фланцевої або нарізної арматури незручно, застосовують арматуру з накидними швидкознімними муфтами. Муфтові з'єднання застосовують в основному для трубопроводів і арматури діаметром до 50 мм.

Повід арматури, що випускається вітчизняною промисловістю, може бути ручним, електричним, пневматичним, електродвигуновим, гідравлічним або електромагнетним (соленоїдним). Арматуру з ручним поводом застосовують на трубопроводах невеликих діаметрів або при рідкому відкритті (закритті) її в процесі експлуатації. Залежно від необхідного зусилля і швидкості спрацьовування запірного пристрою повід здійснюють через трибовий (або шнековий) редуктор або за допомогою ручного насоса.